焦耳定律公开课

第五节焦耳定律功能多样的用电器共同点：消耗电能，将电能转化成其他形式的能。

将下列对象连线电风扇电能转化为磁场能蓄电池电能转化为机械能电炉电能转化为化学能电磁铁电能转化为热能？想一想能量会不会随随便便转化？能量的转化需要什么？做功电能转化成其他形式能是通过什么在做工？电流电流是怎么形成的？电子在电场力作用下发生定向移动电流做的功其实就相当于电场力对电子所做的功其两端的电压为U在t的时间内有q的电荷通过电场力对电荷做的功为多少？

在这段电路中电场力所做的功，也就是通常所说的电流所做的功，简称电功。W=UIt一、电功和电功率1、电功（1）定义：在一段电路中电场力所做的功，就是电流所做的功，简称电功.（3）电功的单位是焦耳，简称焦，符号是J.千瓦时，俗称“度”，符号是kW·h.1kW·h=3.6×106J（2）定义式：一、电功和电功率2、电功率（1）定义：单位时间内电流所做的功叫做电功率。（3）单位：瓦（W）、千瓦（kW）（2）定义式：电热：通电而产生的热量叫做电热。电流做功全部用于发热部分用于发热，部分用于转化成其他能量电功的概念会不会等于电热的概念？电热该如何来求？二、焦耳定律焦耳用实验得到的，叫焦耳定律。Q=I2Rt电流通过导体产生的热量跟电流的二次方成正比，跟导体的电阻及通电的时间成正比。电热的求解热功率:单位时间的发热量称为热功率。二、焦耳定律总结：（1）电功：电功率：（2）电热：热功率：在数值上电功有时会等于电热，关键看电路的性质纯电阻电路

电路分为两种：纯电阻电路与非纯电阻电路1、电路中只有电阻元件。（电阻、电炉、白炽灯）2、服从欧姆定律。（I=U/R)3、电能全部转化为热能。（W=Q)4、电功率会等于热功率UIt

I2Rt＞3、电能W

内能Q+其它形式能量非纯电阻电路

1、电路中除了电阻元件外，还有其他元件（如电动机）2、不服从欧姆定律。（I=U/R)W大于Q

例1、一台电动机，线圈电阻是0.4Ω，当它两端所加的电压为220V时，通过的电流是5A。这台电动机每分钟所做的机械功有多少？

答案：6.54×104J

例3、一直流电动机线圈内阻一定，用手握住转轴使其不能转动，在线圈两端加电压为0.3V，电流为0.3A。松开转轴，在线圈两端加电压为2V时，电流为0.8A，电动机正常工作。求该电动机正常工作时，输入的电功率是多少?电动机的机械功率是多少?答案：1.6W；0.96W例4、对计算任何用电器的电功率都适用的公式是

例5、将一台“220V、IOOW”的电风扇、一个“220V、IOOW”的充电器、一把“220V、IOOW”的电烙铁分别接到220V的电源上,在相同的时间内,电流通过它们产生的热量最多的是

A．电烙铁B．充电器

C．电风扇D．一样多

例6、一只标有“6V9W”的灯泡接在某电源上，测得流过灯得电流为1安，则此时灯的功率为

A、小于9瓦

B、等于9瓦

C、大于9瓦

D、无法确定

例7、下表所示为国产某型全自动洗衣机说明书所列的主要数据，由此表可知：额定电压220V

额定洗衣、脱水容量3kg额定频率50Hz整机质量33kg

额定洗衣、脱水功率440W/220W

外形尺寸543mm×550mm×320mm

(1)这台洗衣机在额定电压下脱水时，通过洗衣机的电流是

A；

(2)如洗衣60min、脱水的时间30min，这台洗衣机共消耗电能

kWh。10.55

例9、如图所示为现在家庭常用的电水壶（一种在倒水时导线脱离，用电加热的方便水壶）的名牌。某同学用这种电水壶烧开水，他将水放至最大水量，测得水的初温是20℃，通电5分50秒，水烧开（在一个标准大气压下）。试通过计算，回答下面问题。已知水的比热容为4200焦/(千克·℃)（1）此电水壶正常工作时的电流？（2）该电水壶电热丝的电阻多大？（3）水所吸收的热量是多少？额定电压220V额定功率最大容量1210W1L答案：（1）5.5A（2）40Ω（3）3.36×105J

例11、电饭锅工作时有两种状态：一种是锅内的水烧干以前的加热状态，另一种是水烧干以后的保温状态。如图是电饭锅的电路图，Ｒ１是一个电阻，Ｒ２为加热用的电热丝。（1）自动开关S接通和断开时，电饭锅分别处于哪种状态？说明理由。（2）要使在保温状态下的功率是加热状态的一半，Ｒ１：Ｒ２应该是多少？答案：（1）S闭合为加热、断开为保温。（2）Ｒ１=Ｒ２RA＝U2/PA=484ΩIA＝PA/U＝0.455ARB＝U2/PB=1210ΩIB＝PB/U＝0.182A串联后，两灯的电流相同，根据P=UI=I2R可知，电阻大的灯泡实际功率大，所以B灯较亮电灯串联后，通过的电流不能超过串联灯泡中额定电流最小的电流值，所以此时的电灯中的最大电流是IB＝0.182A加在灯泡两端的总电压U＝IB（RA+RB）＝308V此时两灯的实际功率P实＝IB2(RA+RB)＝56W

例12、两个灯泡A“220V100W”和B“220V40W”串联后接在电路中，通电后，那个灯泡更亮？电路中允许通过的最大电流是多少？此时两灯所加上的电压是多大？两灯的实际功率是多少？

例13、额定电压都是110V，额定功率A为100W、B为40W的电灯两盏，若接在电压是220V的电路上，使两盏电灯均能正常发光，且电路中消耗功率最小的是下图中的哪一个？AB(1)AB(4)(3)AB(2)BA

例14、在如图所示的电路的方框内有一种发热装置，它是由三段阻值相同的电热丝组成，这个发热装置的电路与方框外的电路相连接.当开关S掷到A点时为高温，掷到B点时为低温(电源电压不变)，且在相同时间内，高温时产生的热量是低温时产生的热量的2倍，试在方框内画出它的电路图.所以Q导线

<<Q电炉丝

根据Q=I2Rt

，I,t相同，因为R导线<<

R电炉丝

电炉通电后，电炉丝热得发红，而与电炉丝相连的导线却不怎么热，为什么？随堂小议家庭电路中使用功率过大的用电器可能引起火灾由于电气引发的火灾现场安全用电（视频）组卷网通电的电阻丝能引燃火柴发光的灯泡能点燃硝化棉［演示实验］研究电功率与热功率的区别和联系取一个玩具小电机，其内阻R=1.0Ω，把它接在如图所示的电路中。（1）先夹住电动机轴，闭合电键，电机不转。调整滑动变阻器的阻值，使电压表的示数为0.50V，记下电流表的示数，算出小电机消耗的电功率和热功率，并加以比较。（2）再松开夹子，使小电机转动，调整滑动变阻器的阻值，使电压表的示数为2.0V（此电压为小电机的额定电压），记下电流表的示数，算出小电机消耗的电功率和热功率，并加以比较。［实验结果］（1）电机不转时，U=0.50V，I=0.50A，

P电=UI=0.50×0.50W=0